• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.38 no.5
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• pp.26-26
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• 2001

온도에 따른 반도체 에너지갭의 변화를 디지털 영상처리를 이용해 직접 측정하는 적외선 영상기법을 제안하고 있다. 본 방법은 반도체 에너지갭의 온도계수를 경제적이고 간단하게 평가할 수 있도록 한다. 본 기법의 핵심 구성 부품은 다색광원기(Polychromator), 프레임 그래버가 내장된 컴퓨터 및 가변 온도 저온유지장치(Cryostat)이다. 방법의 타당성을 검증하기 위해 LEC 방법으로 제조한 GaAs에 시험적으로 행한 실험은 온도 계수가 이론 모델에서 구한 값과 전반적으로 잘 일치함을 보여 주었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.162-162
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• 2010

InAs 는 광전자 및 광통신 소자에 널리 이용되는 $In_xGa_{1-x}As_yP_{1-y}$ 화합물의 endpoint 로서, Heterojunction Field-Effect Transistors (HEMTs), Heterojunction Bipolar Transistor (HBT) 등에 중요하게 이용되고, 다양한 소자의 기판으로도 폭넓게 사용되는 물질이다. InAs 의 반도체 소자로의 응용을 위해서는 정확한 광 특성과 밴드갭 값들이 필수적이며, 분광타원편광분석법(ellipsometry) 을 이용한 상온 InAs 유전율 함수는 이미 정확히 알려져 있다. 그러나 상온에서는 $E_2$ 전이점 영역에서 여러 개의 밴드갭들이 중첩되어 있어, 밴드구조계산 등에 필수적인 InAs의 전이점을 정확히 정의하기 어렵다. 또한, 현재의 산업계에서 중요하게 여겨지는 실시간 모니터링을 위해서는 증착온도에서의 유전율 함수 데이터베이스가 필수적이다. 이와 같은 필요성에 의해, 22 K - 700 K 의 온도범위에서 InAs 의 유전율 함수와 밴드갭 에너지에 대한 연구를 수행하였다. InAs bulk 기판을 methanol, acetone, DI water 등으로 세척 한 뒤, 저온 cryostat 에 부착하였다. 분광타원분석법은 표면의 오염에 매우 민감하기 때문에, 저온에서의 응결 방지를 위해 고 진공도를 유지하며, 액체 헬륨으로 냉각하였다. 0.7 - 6.5 eV 에너지 영역에서 측정이 가능한 분광타원편광분석기로 측정한 결과, 온도가 증가함에 따라 열팽창과 phonon-electron 상호작용효과의 증가에 의해, 밴드갭 에너지 값의 적색 천이와 밴드갭들의 중첩을 관찰 할 수 있었다. 정확한 밴드갭 에너지 값의 분석을 위하여 2계 미분을 통한 표준 밴드갭 해석법을 적용하였으며, 22 K 의 저온에서는 $E_2$ 전이점 영역에서 중첩된 여러 개의 밴드갭들을 분리 할 수 있었다. 또한 고온에서의 연구를 통해, 실시간 분석을 위한 InAs 유전함수의 데이터베이스를 확립하였다. 본 연구의 결과는 InAs 를 기반으로 한 광전자 소자의 개발 및 적용분야와 밴드갭 엔지니어링 분야에 많은 도움이 될 것으로 예상한다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.330-337
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• 2015

본 연구는 제 1원리 계산을 기반으로 여러 BN-그래핀 하이브리드 구조들의 결합 에너지와 밴드갭을 계산하여 그 경향성을 분석했다. 그 결과 하이브리드 구조의 에너지 안정성은 BN영역과 C영역의 결합 개수에 반비례한다는 것을 확인하였으며 결합에너지와 밴드갭이 유사한 서로 다른 두 구조에 대해서는 BN의 비율이 더 높은 구조가 더 안정한 구조라는 것을 보였다. 태양전지에 사용되기 가장 적합한 구조는 육각형의 BN 테두리를 기반으로 한 구조인 것으로 나타났다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.12 no.5
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• pp.783-790
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• 2017

The energy band gaps and the bowing parameters of zincblende GaP1-xNx on the variation of temperature and composition are determined by using an empirical pseudopotential method with another virtual crystal approximation, which includes the disorder effect. The bowing parameter calculated is 13.1eV and the energy band gaps are decreased rapidly for GaP1-xNx ($0{\leq}x{\leq}0.05$, 300K). A refractive index n and a function of real dielectric constant ${\varepsilon}$ are calculated by the results of energy band gaps and the calculation results of energy band gaps are consistent with experimental values.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.13 no.6
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• pp.1213-1222
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• 2018

The energy band gaps and the bowing parameters of zincblende $GaAs_{1-x}N_x$ on the variation of temperature and composition are determined by using an empirical pseudo-potential method with another virtual crystal approximation, which includes the disorder effect. The bowing parameter is calculated as 15eV and the energy band gaps are decreasing rapidly in $GaAs_{1-x}N_x$ ($0{\leq}x{\leq}0.05$, 300K). A refractive index n and a function of high-frequency dielectric constant ${\varepsilon}$ are calculated by the results of energy band gaps and the calculation results of energy band gaps are consistent with experimental values.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.14 no.5
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• pp.877-886
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• 2019

The energy band gaps and optical constants of zincblende $In_yGa_{1-y}As_{1-x}N_x$ on the variation of temperature and composition are determined by using band anticrossing method. The energy band gaps are decreasing continuously in $In_yGa_{1-y}As_{1-x}N_x$ ($0{\leq}x{\leq}0.05$, $0{\leq}y{\leq}1.0$, 300K) and the bowing parameter is calculated as 0.522eV. The calculation results of energy band gaps are consistent with those of other studies. A refractive index n and a high-frequency dielectric constant ${\varepsilon}$ are calculated by a proposed modeling equation using the results of energy band gaps.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.565-565
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• 2012

그래핀(Graphene) 기반의 전계효과 트랜지스터(Field effect transistor) 응용에 있어, 가장 핵심적인 도전과제중 하나는 에너지 밴드갭(Energy bandgap)을 갖는 그래핀 채널의 제작이다. 그래핀은 에너지 밴드갭이 존재하지 않는 반금속(semi metal)의 특성을 지니고 있어, 그 본래의 물리적 특성을 지니고서는 소자구현에 어려움이 있다. 그러나 폭이 수~수십 나노미터인 그래핀 나노리본(Graphene nanoribbon)의 경우 양자구속효과(Quantum confinement effect)에 의하여 에너지 밴드갭이 형성되며, 갭의 크기는 리본의 폭에 반비례한다는 연구결과가 보고된 바 있다. 이러한 이유에서, 효과적이며 실현가능한 그래핀 나노리본의 제작은 필수적이다. 본 연구에서는 은 나노 와이어(Ag nanowire)를 기반으로 한 그래핀 나노리본의 합성을 연구하였다. 은 나노와이어를 열화학 기상증착법(Thermal chemical vapor deposition)을 이용, 아세틸렌(Acetylene, C2H2) 가스를 탄소공급원으로 하여 그래핀을 나노와이어 표면에 합성하였다. 합성과정에서 구조에 영향을 미치는 요인인 합성온도와 가스의 비율, 압력 등을 조절하여 최적화된 합성조건을 확립하였다. 합성된 나노리본의 특성을 라만분광법(Raman spectroscopy)과 주사전자 현미경(Scanning electron microscopy), 투과전자현미경(Transmission electron microscopy), 원자힘 현미경(Atomic force microscopy)를 통하여 분석하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.38 no.5
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• pp.338-346
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• 2001

An infrared imaging method in which direct measurement of energy gap variations can be achieved by digital image processing is proposed. This method allows economic and easy evaluation of the temperature coefficients of a semiconductor energy gap. The key components of the method are a polychromator, a computer equipped with a frame grabber and a variable temperature cryostat. Tentative experimentation conducted on LEC grown semi-insulating GaAs has resulted in a fairly good agreement with the theoretical model. This proposed method could be applicable for most compound semiconductors.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1993.02a
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• pp.84-86
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• 1993

전자빔증착기를 이용하여 적외선영역에서 직접천이형 에너지갭을 갖는 III-V족 2원화합물반도체인 InSb박막을 제작하여 전기-자기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 증착된 박막의 X-선회절법으로 분석한 결과, 열처리온도 5$25^{\circ}C$, 열처리시간 30분 열처리한 박막에서 In2O3피크가 없어지고, InSb피크만 나타났으며, 이때의 격자상수 a0=6.49$\AA$이었다. 기판온도가 증가할수록 InSb박막의 결정화가 일어나 전자이동도는 증가하고 비저항은 감소하였다. 온도 100~300K, 자계 500~9000 gauss범위에서 van der ppauw법에 의한 홀효과를 측정한 결과 증착된 박막의 전도형은 n형이었고, 상온에서 캐리어농도는 2.5$\times$10-16cm-3이었으며, 캐리어농도는 2.83$\times$104$\textrm{cm}^2$/V-sec이었다. 적외선 분광기로 측정한 InSb박막의 광학적 에너지갭은 기판온도가 증가할수록 InSb의 에너지갭에 해당하는 값으로 이동하였으며, 기판온도 30$0^{\circ}C$, 열처리온도 5$25^{\circ}C$일 때 측정한 값은 0.173eV였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.388-391
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• 2015

본 연구에서는 탄소로 이루어진 그래핀과 붕소와 질소의 합성물인 h-BN을 적절하게 섞어, 밴드갭(band gap)의 변화를 범밀도함수이론(DFT)을 통하여 설계하려고 한다. 본 연구에서 태양전지의 가장 높은 효율을 가지기 위한 밴드갭 1.2eV 가지는 모델을 설계하려고 한다. Armchair 방향으로 B와 N을 도핑을 하여 width에 따른 Nanorribbons 형태를 만들어 밴드갭(band gap)의 변화를 살펴 볼 것이다. 그래핀과 h-BN을 각각 고정시키며 다른 한쪽의 width를 늘리면서 밴드갭(band gap)의 변화도 살펴 볼 것이다. 그래핀와 h-BN의 비가 5:3일 때 1.14eV로 가장 1.2eV에 비슷하게 나왔고 3:5일 때 1.12eV로 그 다음으로 가장 가까운 결과를 얻을 수 있엇다. 또한 비슷한 밴드갭을 가지더라도 그러한 원자 구조가 얼마나 안정적인지를 알기 위해 cohesive 에너지를 계산 할 것이다. 이러한 결과로 인해 태양에너지 연구에 큰 이바지를 할 수 있다.